CAIRS
角膜組織附加技術（CAIRS和CTAK）
1. 角膜組織添加技術（CAIRS和CTAK）
Section titled “1. 角膜組織添加技術（CAIRS和CTAK）”角膜同種異體基質內環段（CAIRS）是一種手術技術，通過將捐贈角膜組織來源的基質節段插入角膜內，改善角膜形狀，用於治療包括圓錐角膜在內的角膜擴張症。2018年由Soosan Jacob博士首次報導2)。與合成聚合物ICRS（基質內角膜環段）不同，它具有優異的生物相容性，並能與宿主組織自然整合。
角膜組織添加角膜成形術（CTAK）是一種相關手術，使用CorneaGen公司加工的經伽馬射線照射的捐贈節段。與CAIRS不同之處在於，僅使用飛秒雷射製作和插入節段。
Jack Parker博士開發了手動插入技術和插入前脫水方法（「角膜肉乾」技術），擴大了手術的靈活性和可及性。
CTAK
捐贈組織：CorneaGen公司加工的經伽馬射線照射的節段
製作方法：僅使用飛秒雷射
特點：額外的滅菌步驟和精確的節段測量已標準化。可根據地形圖進行客製化。
Q
CAIRS與合成ICRS（INTACS、Keraring）有何不同？
A
合成ICRS由硬質聚合物（PMMA）製成，植入角膜深層；而CAIRS由人類捐贈角膜組織製成，可植入較淺的深度。CAIRS具有生物相容性高、暴露/角膜溶解/新生血管風險低、弧長和厚度可自由客製化、光學異常（眩光、光暈）少等優點。
2. 主要症狀與臨床所見
Section titled “2. 主要症狀與臨床所見”CAIRS和CTAK的主要適應症如下：
- 圓錐角膜：進行性角膜變薄和圓錐狀突出導致的不規則散光。隱形眼鏡矯正不足的病例。
- LASIK術後角膜擴張症：屈光手術後發生的進行性角膜變形。
- 合成ICRS失敗病例：出現ICRS暴露、前房內遷移、角膜溶解等併發症的病例1)。
其他適應標準包括：眼鏡或隱形眼鏡無法充分矯正、隱形眼鏡不耐受、年齡18歲以上。
角膜擴張症常見的自覺症狀包括：
- 進行性視力下降：隨著不規則散光增加，眼鏡無法矯正。
- 頻繁更換眼鏡處方：初期可矯正，但矯正效果逐漸下降。
- 隱形眼鏡不穩定：硬式隱形眼鏡偏位或脫落
圓錐角膜表現為角膜中央基質變薄並向前凸出。特徵性發現包括Vogt線條（基質深層縱向細紋）、Fleischer環（圓錐基底部的上皮內鐵沉積）和角膜疤痕2)。角膜形態分析顯示局部陡峭化和模式不對稱。
圓錐角膜通常為雙眼性，但嚴重程度常存在左右差異。多在青春期發病，30歲左右進展停止或趨於緩慢3)。未經治療介入，約20%的病例需要角膜移植2)。
- 中央部角膜疤痕或混濁
- 極度角膜變薄（小於320微米）
- 活動性角膜感染或發炎
- 自體免疫疾病或結締組織疾病
- 懷孕及哺乳期間
4. 診斷與檢查方法
Section titled “4. 診斷與檢查方法”| 評估項目 | 內容 |
|---|---|
| 視力檢查 | UDVA和CDVA測量 |
| 角膜地形圖 | Kmax、Kmean、角膜不對稱性 |
| 前眼部OCT | 角膜厚度與圓錐位置評估 |
裂隙燈檢查確認角膜變薄、突出、Vogt條紋和Fleischer環的存在2)。角膜斷層掃描（如Pentacam）獲取前後表面曲率、角膜厚度圖和高度圖，以評估角膜擴張的程度和進展2)。
兒童和青少年的圓錐角膜可能進展迅速3)。KERALINK試驗研究了交聯對年輕患者進展的抑制效果4)。
手術計劃與列線圖
Section titled “手術計劃與列線圖”CAIRS的手術計劃已有幾種列線圖被提出。
Jacob列線圖：結合圓錐位置、離心率、角膜曲率值和不對稱模式，客製化節段的數量、弧長和厚度。
Istanbul列線圖：基於圓錐位置（中心性/偏心性）進行規劃。推薦通道深度250μm，但在陡峭圓錐中較淺深度可能有效1)。
Awwad列線圖：適應ICRS列線圖，基於地形圖、斷層掃描和臨床判斷。
目前尚無普遍接受的CAIRS列線圖。由於圓錐角膜形態的多樣性，外科醫師的判斷和個別化治療至關重要。
5. 標準治療方法
Section titled “5. 標準治療方法”捐贈組織準備
Section titled “捐贈組織準備”CAIRS節段來源於人類捐贈角膜。主要有兩種取得途徑。
來自眼庫的預包裝片段：眼庫如Lions VisionGift提供預切割、無菌的基質片段（KeraNatural®）。可常溫保存，無需術中定製。
定製準備：手動從角膜緣去除上皮、後彈力層和內皮，用環鑽製作環形片段。可單獨調整弧長、厚度、錐度和曲率。
在CTAK中，CorneaGen保存並經伽馬射線照射的組織用BSS清洗，然後安裝在飛秒雷射固定裝置上。
使用飛秒雷射或手動剝離製作通道。通道深度設定為全角膜厚度的35–70%（或距表面250 μm的固定深度）。入口切口位於陡峭軸或上方，通道內徑4–6.5 mm，外徑6.1–8 mm。
對於合成ICRS，通道製作在角膜深層（70–80%深度）2)，而CAIRS可插入較淺深度，可能產生更大的平坦化效果1)。
水合法
步驟：用鑷子或Y形桿將水合片段插入通道內。
優點：保持自然柔韌性和原始厚度，溫和適應角膜曲率。
注意事項：因柔韌性存在折疊或扭曲風險。在Bowman膜側用標記筆標記以確認方向。
脫水法「角膜肉乾」
- 局部抗生素：每日4次，持續1-2週
- 局部類固醇：從每日4次開始，在4-6週內逐漸減量
- 繃帶式隱形眼鏡：術後可能使用數天
術後透過角膜地形圖/斷層掃描和前段OCT評估角膜形態變化和植入物位置。追蹤UCVA、CDVA、Kmax和Kmean隨時間的變化。
合成ICRS失敗病例的救援
Section titled “合成ICRS失敗病例的救援”CAIRS可有效救援失敗的合成ICRS病例1)。一名49歲女性ICRS失敗（UCVA 20/400），取出合成ICRS並在3個月後植入CAIRS，Kmax從68.9降至61.9D，UCVA改善至20/301)。一名40歲女性ICRS破損，保留ICRS的同時聯合植入CAIRS，UCVA從20/60改善至20/25，BCVA改善至20/201)。
Q
CAIRS的效果是永久性的嗎？
A
目前報告顯示CAIRS的效果在長達3年內保持穩定改善。所有視覺和地形圖參數在6個月內穩定並維持3年。但更長期的數據有限，有待進一步研究。
6. 病理生理學與詳細發病機制
Section titled “6. 病理生理學與詳細發病機制”CAIRS的作用機制
Section titled “CAIRS的作用機制”CAIRS片段植入角膜基質內，物理性地使角膜陡峭區域變平坦。與合成ICRS類似，透過弓弦縮短效應減少圓錐曲率，減輕不規則散光。
合成ICRS需植入角膜深層（70-80%深度），而CAIRS可在較淺深度（35-70%）植入1)。較淺的植入可能產生更大的平坦化效果。供體角膜組織與宿主角膜光學相容，與合成聚合物不同，邊緣效應引起的眩光和光暈較少。
同種異體節段被植入無血管、細胞密度低的角膜基質層。在這種環境中，纖維性沾黏被最小化，保持了手術的可逆性。合成ICRS中出現的角膜溶解、急性基質壞死和角膜新生血管的風險也得以降低。CAIRS的植入不會妨礙未來如DALK等額外干預措施。
雖然理論上存在排斥反應的可能性，但其風險被認為低於DALK（深層前層角膜移植術）。
TGF-β與角膜重塑
Section titled “TGF-β與角膜重塑”對角膜的機械性損傷通過TGF-β信號誘導傷口癒合反應。在CAIRS中，與合成材料不同，供體組織與ECM成分相同，因此異物反應被認為最小化。
7. 最新研究與未來展望
Section titled “7. 最新研究與未來展望”根據系統性回顧（Levy等人，2025年），CAIRS植入後平均UDVA從0.83 logMAR改善至0.40 logMAR，CDVA從0.52 logMAR改善至0.19 logMAR。等效球鏡度從−7.09 D降至−2.34 D，Kmax從57.8 D降至53.6 D，Kmean從49.3 D降至45.3 D。
| 指標 | 術前 | 術後 |
|---|---|---|
| UDVA (logMAR) | 0.83 | 0.40 |
| CDVA (logMAR) | 0.52 | 0.19 |
| Kmax (D) | 57.8 | 53.6 |
在CTAK中，Greenstein等人（2023年）報告了21隻眼的類似改善。平均UDVA從1.21 logMAR改善至0.61 logMAR，CDVA從0.63 logMAR改善至0.34 logMAR。
CAIRS的併發症少且輕微。一過性乾眼和通道內沉積物最常見，但無臨床意義且非進行性。有1例報告了節段移位，術後一週內成功復位。在1例嚴重異位性患者中觀察到前基質溶解。所有研究中僅1例報告了眩光和光暈，顯著低於合成ICRS。
合成ICRS失敗後的CAIRS挽救
Section titled “合成ICRS失敗後的CAIRS挽救”合成ICRS的併發症發生率據報導高達30% 1)。對於ICRS暴露、前房內遷移、角膜溶解等併發症，已有多個成功使用CAIRS挽救的病例報告 1)。不僅是在ICRS取出後植入CAIRS，在保留ICRS的情況下聯合植入CAIRS（不同光學區）也是有效的 1)。
CAIRS最有前景的進展是節段的客製化。根據個體地形圖調整弧長、厚度和位置，可以改善不對稱或偏心圓錐的療效。標準化列線圖、完善組織製備方案以及大規模長期縱向研究是未來的挑戰。
經濟方面，一個供體角膜可以製作多個節段，中央盤可用於DALK或DMEK，周邊緣可用於角膜緣幹細胞採集。手動剝離技術無需飛秒雷射，因此在資源有限的環境中也可實施。
Q
是否需要同時進行交聯（角膜交聯）？
A
是否同時進行交聯因外科醫師而異。在確認進展或希望提高長期穩定性的情況下會聯合使用。同時交聯被認為有助於維持術後角膜平坦化，但術前交聯可能使基質變硬，從而降低CAIRS的平坦化效果。請與主治醫師充分討論。
8. 參考文獻
Section titled “8. 參考文獻”
- AlQahtani BS, Alsulami RA. The role of corneal allogenic intrastromal ring segments (CAIRS) implantation after failed synthetic intracorneal ring segments (ICRS): A rescuer. Am J Ophthalmol Case Rep. 2025;38:102287.
- American Academy of Ophthalmology Corneal/External Disease Preferred Practice Pattern Panel. Corneal Ectasia Preferred Practice Pattern. San Francisco, CA: American Academy of Ophthalmology; 2024.
- Meyer JJ, Gokul A, Vellara HR, et al. Progression of keratoconus in children and adolescents. Br J Ophthalmol. 2023;107:176-180.
- Larkin DFP, Chowdhury K, Burr JM, et al. Effect of corneal cross-linking versus standard care on keratoconus progression in young patients: The KERALINK randomized controlled trial. Ophthalmology. 2021;128:1516-1526.